Inductancia mutua

Echeverri, Gutiérrez, Rojas. Inductancia Mutua

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Inductancia Mutua
Carlos A. Echeverri, Harold A. Gutiérrez M, Carlos F. Rojas Resumen— Durante la práctica de laboratorio, realizamos el montaje de dos tipos de circuitos inductivos para observar el comportamiento del flujo magnético cuando este es aditivo o sustractivo. Mediante la medición de los voltajes en los inductores se realizaronlos cálculos para la inductancia mutua y el coeficiente de acoplamiento para su respectiva configuración. Palabras clave— Bobina, Inductor, Flujo magnético, Voltaje, Inductancia Mutua Coeficiente Mutua, de acoplamiento. Fig. 1 Circuito montado en la práctica. I. INTRODUCCIÓN uando un campo magnético que varia con respecto al tiempo atraviesa una bobina se induce un voltaje a través de él. Este campose puede producir mediante la misma bobina lo cual se conoce como autoinductancia y se origina cuando una corriente eléctrica circula por la bobina, también puede producirse cula por un segundo campo originado en otra bobina cercana, en este último caso se produce un fenómeno que se denomina inductancia mutua. Este es un principio que se utiliza en el transformador de potencia eléctrica alternaal cambiar los niveles de voltaje sin utilizar una conexión física entre los inductores, excepto el flujo magnético común que atraviesa la(s) bobina(s) y es utilizado principalmente, para eliminar las restricciones concernientes al alcance y nivel de tensión en los sistemas de potencia. B) Coeficiente de acoplamiento K, con núcleo de aire y núcleo de hierro. Realizamos el montaje de la figura 1,C

Utilizando esta configuración se midió la constante de acoplamiento para distintas posiciones angulares de la segunda bobina al hacerla rotar sobre su eje entre 0 , manteniendo la primera bobina fija. Los resultados se muestran en la tabla II donde se calcula II, mediante la siguiente ecuación:

Tabla II K

II. EXPERIMENTAL A) Medición de Inductancia Propia Mediante el multímetro medimosel valor de las dos inductancias y y los resultados se muestran en la tabla I cabe aclarar que no se midió con núcleo de hierro. Tabla I Núcleo [ 122.6 122.6 ] [ 123.6 201.8 ]

Luego se midió introduciendo un núcleo de hierro en la segunda bobina para observar el comportamiento del circuito y los resultados se muestran en la tabla III Tabla III K

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Después de realizar los procedimientos anteriores, se dispuso del montaje para medir en función de la distancia y los resultados obtenidos son los siguientes que se muestran en la tabla IV, esta vez con la segunda bobina con núcleo de aire. Tabla IV

Por tanto el valor de

es:

D) Inductancia mutua, flujo aditivo y sustractivo con núcleo de hierro. En estaparte de la práctica se introduce un bloque de hierro en el núcleo de la segunda bobina y se miden el voltaje y la corriente y se obtuvieron los siguientes datos que están en la siguiente tabla: Tabla VI

C) Inductancia mutua, flujo aditivo y sustractivo con núcleo de aire. Para este caso en particular se midió el voltaje entre las bobinas y luego se calculo la corriente para calcular . Los datosaparecen en la tabla V. Tabla V

Aplicando las mismas ecuaciones que el caso anterior tenemos que: De (4) obtenemos Es la inductancia equivalente cuando hay flujo es la inductancia equivalente cuando se aditivo y presenta flujo sustractivo. Para el cálculo de se utilizó la siguiente ecuación: Luego reemplazando Pero tenemos: entonces reemplazando en (2) en (6) se tiene que: como resultado: yluego reemplazando en (5) da

De (3) despejamos

, donde

y

Del mismo modo se hace para hallar , luego reemplazando los valores de la tabla V en (4) y reemplazándolos en:

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III.SIMULACIONES SIMULACIONES. A) Coeficiente de acoplamiento K, con núcleo de aire Se simuló el siguiente circuito.

Fig. 2 Circuito...